Con propiedades que prometen computadoras más rápidas, mejores sensores y mucho más, el grafeno ha sido apodado el "material milagroso". Pero el progreso en su producción a escala industrial sin comprometer sus propiedades ha resultado difícil de alcanzar. Los científicos de la Universidad de Groningen ahora pueden haber hecho un gran avance. Sus resultados se publicarán en la revista Nano letras .

El grafeno es un material especial con cristales de solo un átomo de espesor. Los electrones lo atraviesan sin apenas resistencia, y a pesar de ser muy flexible, es más fuerte que cualquier metal. Los descubridores del grafeno, Andre Geim y Konstantin Novoselov, lo hizo pelando grafito con cinta adhesiva hasta que lograron aislar una sola capa atómica:el grafeno. Les ganó el Premio Nobel de Física de 2010.

'El desafío es encontrar un sustrato que no solo conserve las propiedades del grafeno, pero también permite una producción escalable. ', dice Stefano Gottardi, Estudiante de doctorado en el Instituto Zernike de Materiales Avanzados de la Universidad de Groningen. Un buen candidato es la deposición de vapor químico. Aquí el calor se usa para vaporizar un precursor de carbono como el metano, que luego reacciona con un sustrato catalíticamente activo para formar grafeno en su superficie. Normalmente se utiliza un metal de transición como sustrato. Sin embargo, no solo el metal de transición actúa como soporte, pero también tiende a interactuar con el grafeno y modificar, o incluso deteriorar, sus propiedades sobresalientes.

Incómodo

Para restaurar estas propiedades después del crecimiento en el metal, el grafeno debe transferirse a un sustrato que no interactúe, pero este proceso de transferencia es engorroso y a menudo presenta defectos. Sin embargo, muchos científicos están tratando de mejorar el crecimiento del grafeno en metales de transición, sobre todo utilizando papel de cobre como sustrato.

Esto es lo que también hizo el grupo de Superficies y películas finas de las supervisoras de Gottardi, Meike Stöhr y Petra Rudolf. 'Cuando analizamos una muestra de grafeno sobre cobre, hicimos algunas observaciones extrañas ', Stöhr recuerda. Las observaciones sugirieron que junto con el cobre también estaba presente algo de óxido de cobre. En efecto, una bonita película de grafeno parecía haberse formado sobre el óxido de cobre, y como los metales oxidados pueden dejar inalteradas las propiedades del grafeno, esta fue una observación potencialmente importante.

El equipo de Groningen comenzó a estudiar esta posibilidad con más detalle. Eso fue hace tres años. Desde entonces, Gottardi y sus colegas han logrado cultivar grafeno sobre óxido de cobre con éxito. Este logro, junto con una caracterización en profundidad de las propiedades del grafeno, se publicará en Nano Letters. El equipo también informa del notable hallazgo de que el grafeno en el óxido de cobre está desacoplado del sustrato. lo que significa que conserva sus peculiares propiedades electrónicas.

Los resultados podrían ser de gran alcance. Stöhr:'Otros laboratorios necesitan reproducir nuestros hallazgos, y hay que trabajar bastante para optimizar las condiciones de crecimiento ”. El mejor de los casos sería que se pudieran cultivar grandes cristales de grafeno de dominio único sobre óxido de cobre. Si este resulta ser el caso, Entonces debería ser posible utilizar técnicas litográficas para fabricar todo tipo de dispositivos electrónicos a partir del grafeno de una manera comercialmente viable. Por tanto, una observación inesperada de hace tres años puede ser el comienzo de una nueva era de la electrónica del grafeno.